Расчет фнч четвертого порядка

Фильтр получен путем каскадного включения двух ФНЧ второго порядка.

Расчет ведется в соответствии с п. 2.4. Коэффициенты звена второго порядка фильтра Баттерворта берутся из приложения A [1]. Для звена второго порядка В=1,1 и С=1,1. По условию курсовой работы К=1 и fc=18000 Гц.

Расчет звена второго порядка:

· Значение емкости С1 выбирается близким к значению 10/fc мкФ.

10/fc мкФ=10/18000 мкФ=0,55 нФ.

Выберем значение С1=0,6нФ.

· С2 выбирается из условия .

Получаем условие С2£0,165 нФ. Выбираем С2=0,16 нФ.

· R1 находим по формуле

R1=21,4 кОм.

· R2 находим по формуле

R2=34,6 кОм.

· Значения элементов C3, C4, R3 и R4 выбираем следующими:

C3=C1=0,6нФ, C4=C2=0,16 нФ, R3=R1=21,4 кОм, R4=R2=34,6 кОм.

РАСЧЕТ ФВЧ ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА.

Фильтр получен путем каскадного включения двух ФВЧ второго порядка.

Расчет ведется в соответствии с п. 3.3. Коэффициенты звена второго порядка фильтра Баттерворта берутся из приложения А [1]. Для звена второго порядка В=1,1 и С=1,1. По условию курсовой работы К=1 и fc=100 Гц.

Расчет звена второго порядка:

· Емкость С5=C6 выбирается произвольно. Пусть С5=C6=100 нФ.

· R6 находим по формуле:

R6=31,8 кОм

· R5 находим по формуле:

R5=8,76 к Ом.

· Значения элементов C7, C8, R7 и R8 выбираем следующими:

C7=C8=C5=C6=100 нФ, R7=R5=8,76 кОм, R8=R6=31,8 кОм.

ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ.

ОУ выбираем из условий, что его коэффициент усиления должен быть больше коэффициента усиления фильтра минимум в 50 раз и частота среза ОУ была значительно больше частот среза фильтра.

Исходя из этих соображений выбираем ОУ К574УД1А со следующими характеристиками:

напряжение питания ±15 В;

потребляемый ток 8 мА;

минимальный коэффициент усиления 5e+04;

напряжение смещения 50 мВ;

входной ток 0,5 нА;

входное сопротивление 10 ГОм;

граничная полоса частот 10 МГц.

Выбор резисторов и конденсаторов:

Поскольку в нашем случае достаточно применять элементы с 5%−ным допуском, резисторы и конденсаторы выбираем из ряда Е24, который включает в себя следующие значения:



1,0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8
1,1 1,6 2,4 3,6 5,1 7,5
1,2 1,8 2,7 3,9 5,6 8,2
1,3 2,0 3,0 4,3 6,2 9,1

Для построения схемы будем использовать металлодиэлектрические резисторы Р1−4, для которых диапазон значений сопротивлений – 10…106 Ом. Максимальную рассеиваемую мощность резисторов определяем из условия Рн>I2R, где I − входной ток ОУ, R − номинальное сопротивление резистора. Для всех резисторов, входящих в схему, это условие выполняется для Рн=0,25 Вт.

В соответствии с таблицей и рассчитанными значениями сопротивлений получаем:

R1=21,4 кОм P1−4−0,25−22кОм±5%
R2=34,6 кОм P1−4−0,25−36кОм±5%
R3=21,4 кОм P1−4−0,25−22кОм±5%
R4=34,6 кОм P1−4−0,25−36кОм±5%
R5=8,76 кОм P1−4−0,25−9,1кОм±5%
R6=31,8 кОм P1−4−0,25−33кОм±5%
R7=8,76 кОм P1−4−0,25−9,1кОм±5%
R8=31,8 кОм P1−4−0,25−33кОм±5%

Конденсаторы выберем типа К10−17 и К10-17-1, для которых диапазон значений емкостей составляет 910пФ-1,5мкФ и 2,2пФ-22000пФ соответсвенно:

С1=0,6 нф К10−17−25В−620пФ±5%
С2=0,16 нФ К10−17−1-40В−160пФ±5%
С3=6 нФ К10−17−25В−620пФ±5%
С4=0,16 нФ К10−17−1–40В−160пФ±5%
С5=100 нФ К10−17−25В−100нФ±5%
С6=100 нФ К10−17−25В−100нФ±5%
С7=100 нФ К10−17−25В−100нФ±5%
С8=100 нФ К10−17−25В−100нФ±5%

Спецификация по приведенным выше элементам представлена отдельным файлом Specification.doc.

Наши рекомендации